Способ дуговой сварки алюминиевых сплавов

Способ дуговой сварки алюминиевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к сварочному производству. Цель изобретения повышение качества путем измельчения первичной структуры металла сварных швов. Способ осуществляют с использованием очищающего флюса, наносимого до сварки на поверхность деталей возле соединяемых кромок. Дополнительно на поверхность деталей наносят модифицирующие компоненты - фторцирконат калия и фторборат калия в соотношении 1:3. Количество модифицирующих компонентов зависит от места нанесения флюс-пасты. При нанесении флюс-пасты на лицевую поверхность количество модифицирующих компонентов берут в пределах 2-5%. при нанесении флюс-пасты на тыльную поверхность количество модифицирующих компонентов берут в пределах 16-28% Способ повышает технологическую прочность и повышает физико-механические характеристики 1 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 23 К 9/167; 103:10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 ! (

1 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4699994/27 (22) 05,06,89 (46) 15.06.91. Бюл, М 22 (71) Ташкентский политехнический институт им. А, P. Á èðóíè . (72) M.À.Àáð àëîâ, P.Ó.Àáäóðàxìýíoâ, Р,М.Ñàèäîâ, А.А.Абдурахимов и С.С.Арифходжаев (53) 621.791.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 524642, кл, В 23 К 9/18, 1975. (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ (57) Изобретение относится к сварочному производству. Цель изобретения — повышение качества путем измельчения первичной структуры металла сварных швов, Способ

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к способам дуговой сварки алюминиевых сплавов с использованием флюсов, Цель изобретения — повышение качества путем измельчения первичной структуры

c BB p Hblx ш вов.

В способе дуговой сварки алюминиевых сплавов, осуществляемом путем использования очищающих флюсов, наносимых перед сваркой на поверхность деталей возле соединяемых кромок, на поверхность дополнительно наносят фторцирконат калия и фторборат калия в соотношении 1:3, их смесь при нанесении на лицевую поверхность берут в.количестве 2 — 5%, а при нанесении на тыльную поверхность — в количестве 16-28% от массы флюсовой композиции.

В качестве очищающего флюса может использоваться любой флюс, предназнаЯЫ 1655697 А1 осуществляют с использованием очищающего флюса, наносимого до сварки на поверхность деталей возле соединяемых кромок, Дополнительно на поверхность деталей наносят модифицирующие компоненты — фторцирконат калия и фторборат калия в соотношении 1:3. Количество модифицирующих компонентов зависит от места нанесения флюс-пасты, При нанесении флюс-пасты на лицевую поверхность количество модифицирующих компонентов берут в пределах 2 — 5%, при нанесении флюс-пасты на тыльную поверхность количество модифицирующих компонентов берут в пределах 16 — 28%, Способ повышает технологическую прочность и повышает физико-механические характеристики, 1 табл. ченный для сварки алюминиемых сплавов, имеющий температуру плавления ниже

650 С, взаимодействующий в расплавленном состоянии с поверхностной окисной пленкой и отвечающий требованиям по сварочно-технологическим свойствам, а именно он должен прочно сцепляться с поверхностью свариваемых кром о к, легко удаляться после сварки в проточной воде, его остатки не должны вызывать коррозию сварных соединений. В частности. в качестве очищающих флюсов можно использовать флюсы следующих марок: ВИАМ-З, АФ-4А, МАТИ-5,, ФА-1, ФА-1Т, ТФА-12, ТФА-13 и др.

Смесь фторцирконата калия и фторбората калия можно добавлять в очищающий флюс в процессе приготовления флюс-пасты, Соотношение между фторцирконатом калия и фторборатом калия, равное 1:3, является оптимальным, так как обеспечивает максимальный модифицирующий эффект в

1655697

55 сварных швах алюминиевых сплавов. Соотношение между модифицирующими компонентами (фторцирконат калия и фторборат калия) и очищающим флюсом выбирается из условий эффективного измельчения первичной структуры металла сварных швов и получения качественной внешней поверхности швов после смывания шлака и остатков флюса. При сравнительно малом количестве модифицирующих компонентов во флюсовой композиции снимается эффект модифицирования сварных швов, При черезмерно большом количестве модифицирующих компонентов во флюсовой композиции возможно снижение ее очищающих свойств и ухудшение- внешнего вида сварного шва вследствие образования на его поверхности трудноудаляемого шлака в виде черного налета.

При использовании только очищающего флюса независимо от места его нанесения первичная структура сварного шва ! получается столбчатой. Последнее обусловлено отсутствием активных модифицирующих компонентов в составе флюсов.

При использовании только модифицирующих компонентов, а именно фторцирконата калия и фторбората калия отдельно или совместно в любых соотношениях и нанесение их в виде пасты на тыльную сторону соединяемых кромок, первичная структура сварных швов опять получается столбчатой, Отсутствие измельчения первичной структуры при использовании только фторцирконата калия и фторбората калия объясняется тем, что взаимодействию активных модификаторов с жидким металлом ванны препятствует поверхностная окисная пленка, Поэтому эффект модифицирования при нанесении флюсовой композиции на тыльную сторону соединяемых кромок обеспечивается только при наличии оптимального соотношения между количеством очищающего флюса и количеством модифицирующих компонентов.

Модифицирование первичной структуты сварного шва возможно при двухусловиях. Во-первых, флюсовая композиция должна обеспечивать эффективное удаление окисной пленки с поверхности корня шва и во-вторых, содержание модифицирующих компонентов должно быть достаточным для протекания процесса модифицирования. При черезмерно увели.ченном содержании модифицирующих компонентов резко снижаются очищающие свойства флюсовой композиции и поэтому сильно падает эффект модифицирования, Одновременно существенно ухудшается внешний вид сварного шва.

При нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую поверхность соединяемых кромок очистке сварочной ванны от поверхностной окисной пленки благоприятствует процесс катодной очистки при сварке в среде аргона или термической очистки при сварке в среде гелия. Поэтому при нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую сторону соединяемых кромок обеспечивается надежное взаимодействие модифицирующих компонентов с жидким металлом. Более высокая температура у лицевой поверхности ванны ускОряет протекание реакций между модифицирующими компонентами и жидким металлом ванны.

Все это приводит к тому, что для измельчения первичной структуры достаточно даже небольшого количества модифицирующих компонентов во флюсовой комбинации, При повышении содержания модифицирующих компонентов во флюсовой композиции, наносимой на лицевую поверхность соединяемых кромок, эффект модифицирования не снижается, но происходит ухудшение внешнего вида шва вследствие образования на поверхности трудноудаляемого шлака (налета) черного цвета.

Способ сварки наиболее эффективен при соотношении между фторцирконатом калия и фторборатом калия, равном 1:3, и их суммарном количестве при нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую поверхность свариваемых кромок, равном

4$, а при нанесении на тыльную поверхность соединяемых кромок, равном 21 /.

Остальное во флюсовой композиции составляет очищающий флюс.

Данный способ дуговой сварки алюминиевых сплавов обеспечивает эффективное измельчение первичной структуры сварных швов, сокращение в них деффектов в виде окисных плен, пор и трещин, повышение физико-механических характеристик сварных соединений.

Способ сварки был апробирован в заводских и лабораторных условиях при сварке плавящимся и неплавящимся электродом алюминиевых сплавов АМг2, АМг3, АМгб, АМг61,. 1201 толщиной 0,8 — 4 мм. Во всех случаях предлагаемый способ сварки обеспечивает эффективное измельчение первичной структуры при качественном внешнем виде сварных швов.

В таблице приведены характеристика первичной структуры сварного шва, средний размер равноосных кристаллитов и внешний вид поверхности шва после смытия остатков флюса при нанесении флюсовой композиции в виде пасты на лицевую сторону и тыльную поверхность возле сое1655697

15

45 диняемых кромок в зависимости от соотношения между фторцирконатом калия и фторборатом калия в различном их суммарном количестве во флюсовай композиции.

R р и м е р, Флюеовая композиция состоит из очищающего флюса, фторцирконата калия и фторбората калия. В качестве.очищающего флюса взят известный флюс следующего состава, мас. : фторид кальция

30; фторид бария 30; фторид лития 16; хлорид лития 24.

Сварку производят вольфрамовым электродом в среде аргона без присадочной проволоки на автомате АДСВ-2 с питанием дуги от установки ИПК-350-4, В качестве материала для сварки используют алюминиевый сплав АМг2 толщиной 1,5 мм. Сварку встык осуществляют на режиме: 1св = 80 А;

0д = 8В; Vcs = 20 м/ч; Одг = 8 л/мин.

При нанесении на лицевую или тыльную поверхности возле соединяемых кромок только очищающего флюса обеспечивается сокращейие окисных включений . в металле сварного шва. На поверхности шва после смытия остатков флюса шлак отсутствует, Первичная структура сварного шва получается столбчатой с грубым внутренним строением, Измельчение первичной структуры сварного шва происходит при условии дополнительного нанесения на поверхность деталей возле соединяемых кромак модифицирующих компонентов {фторцирканата калия и фторбората калия). Эффективное измельчение первичной структуры сварных швов наблюдается при дополнительном совместном нанесении фторцирконата калия и фторбората калия на лицевую поверхность в количестве не менее 2, на тыльную поверхность — не менее 16% от массы флюсовой композиции, С увеличением количества наносимых на поверхность деталей дополнительно фторцирконата калия и фторбората калия возрастает эффективность измельчения первичной структуры сварных швов, Однако при черезмерном увеличении наносимых на поверхность деталей модифицирующих компонентов возможно ухудшение внешнего вида шва вследствие трудноудаляемых смыванием остатков шлака.

Предельное количество модифицирующих компонентов, которое не приводит к ухудшению внешнего вида шва, равно при их нанесении на лицевую поверхность деталей 5, а при их нанесении на тыльную поверхность — 28 / от массы флюсовой композиции.

Наиболее эффективен способ сварки алюминиевых сплавов при соотношении между фторцирконатом калия и фторборатом калия, равном 1;3, и их суммарном количестве при нанесении на лицевую поверхность свариваемых кромок, равном 4$,,а при нанесении на тыльную поверхность свариваемых кромок, равном 21% от массы флюсовай композиции.

Способ сварки алюминиевых сплавов способствует повышению качества сварных соединений за счет эффективного измельчения первичной структуры швов, повышения их технологической прочности, подавления пар, сокращения окисных плен и повышения физико-механических характеристик.

Остатки флюсовой композиции и шлака легко смываются струей воды. Корень шва после промывки имеет гладкий и блестящий вид следов акисных плен, С тыльной староHû соединения отсутствуют канцента iopbl напряжений в зоне сплавления праплавленного металла с основным металлам и па ас.. шва.

Формула изобретения

Способ дуговой сварки алюми;иевых сплавов, при котором перед сварксй на поверхность сеариваемых деталей наносят очищающий флюс,отл ича ющи вся тем, чта, с целью повышения качества путем измельчения первичной структуры сварных швов, дополнительно наносят смесь фторцирканата калия и фторбората калия в соотношении 1;3, причем при нанесении на лицевую поверхность берут смеси от 2 да

5, а при нанесении на тыльную поверхность — в количестве от 16 да 28 от массы фл осовой композиции.

0 н

110

78 н

21

123

21 и

41

21 ч

95 н

40

38.8

10

124

82

58 н

50

25

30

На лицевую поверхность

На тыльную поверхность

На лицевую поверхность

На лицевую поверхность

На тыльную поверхность

На лицевую поверхность

На лицевую поверхность

На тыльную поверхность

1655697

Столбчатая

Измельченная

Измельченная

Равноосностолбчатая

Измельченная

Измельченная

Столбчаторавноосная

Равноосностолбчатая

Измельченная

Шлак отсутствует

Бле стящий

Шлак отсутствует

Шлак отсутствует

Бле стящий

Шлак отсутствует

Шпак отсутствует

4Х поверхности шва покрыто «алетом черного цвета

7Е поверхности шва покрыто налетом черного цвета

Блестящий

5Х поверхности шва покрыто налетом черного цвета

1А

Продолжение таблицы

1655697 .1г3

Ф1

133 поверхности шва покрыто налетом черного цвета

1:3 00

Столбчатая

Поверность покрыта окисной пленкой

П p и M e ч а н и е. В таблице приведены данные для сплава Амг6 толщиной f 5 мм, гримы аргоноДУговой сваРки W-электРоДом; тД(80А; Пеа ВВ;

>cb -. 20 мlчу Я 8 л/мин.

В качестве очищающего флюса известный флис следующего состава, мас.й:

Фторид кальция30; фторид бария 30; фторид лиъчея. ФФ мвщВв®;лития 24.

Составитель Г.Тютченкова

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редактор С.Лисина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2018 Тираж 532 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5